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(noticias nanowerk) El poliestireno es un plástico muy utilizado y fundamentalmente no reciclable ni biodegradable cuando se mezcla con otros materiales. en el diario quimica APLICADA (“Engineered Anchor Peptide LCI with a Cobalt Cofactor Enhances Oxidation Efficiency of Polystyrene Microparticles”), un equipo de investigación alemán ha introducido un catalizador biohíbrido que oxida micropartículas de poliestireno para facilitar su posterior degradación. El catalizador consta de un «péptido de anclaje» especialmente diseñado que se adhiere a las superficies de poliestireno y un complejo de cobalto que oxida el poliestireno.
![El péptido ancla LCI desarrollado con un cofactor de cobalto mejora la eficiencia de oxidación de las micropartículas de poliestireno](https://www.nanowerk.com/news2/green/id64691_1.jpg)
El poliestireno, solo o en combinación con otros polímeros, tiene muchos usos, desde envases de yogur hasta carcasas de instrumentos. En su forma de espuma, conocida principalmente con el nombre comercial Styrofoam, se utiliza, por ejemplo, para aislamiento y embalaje. Una gran desventaja del poliestireno es su escasa biodegradabilidad, lo que conduce a la contaminación ambiental.
Cuando el poliestireno está limpio y no mezclado con otros materiales, es reciclable, pero no cuando está contaminado o combinado con otros materiales. En los programas de reciclaje municipal, los desechos plásticos mixtos de poliestireno y los productos de degradación, como las nanopartículas y micropartículas de poliestireno, son difíciles de procesar. El problema es que el poliestireno es repelente al agua y no polar y, por tanto, no puede reaccionar con los reactivos polares habituales.
Para que el proceso de descomposición de residuos de poliestireno mixto sea sencillo, económico y eficiente desde el punto de vista energético, primero se debe dotar al poliestireno de grupos funcionales polares. Para este paso, un equipo dirigido por Ulrich Schwaneberg y Jun Okuda en RWTH en Aquisgrán ha desarrollado un nuevo catalizador biohíbrido. El catalizador se basa en compuestos llamados péptidos ancla, acoplados a un complejo de cobalto.
Los péptidos ancla son cadenas peptídicas cortas que pueden adherirse a superficies. El equipo desarrolló un péptido de anclaje especial (LCI, Liquid Chromatography Peak I) que se une a la superficie del poliestireno. Un gramo de este péptido es suficiente para recubrir una superficie de hasta 654 m2 con una monocapa en minutos mediante pulverización o inmersión.
Al péptido ancla se une un complejo de cobalto catalíticamente activo a través de una pieza de conexión corta. El átomo de cobalto está “rodeado” por un ligando macrocíclico, un anillo de ocho átomos de carbono y cuatro de nitrógeno (TACD, 1,4,7,10-tetraazaciclododecano). El catalizador acelera la oxidación de los enlaces C-H en el poliestireno para formar grupos OH polares (hidroxilación) mediante la reacción con Oxone (peroximonosulfato de potasio), un agente oxidante común.
La unión de los péptidos de anclaje es específica del material, por lo que en este caso inmovilizan el cobalto catalíticamente activo cerca de la superficie del poliestireno, lo que acelera la reacción. Este proceso simple, rentable y energéticamente eficiente es escalable mediante aplicaciones de inmersión y pulverización y adecuado para su uso a escala industrial.
Mediante el uso de catalizadores químicos conjugados, este concepto de catalizador híbrido con unión específica del material a través de péptidos de anclaje podría permitir la degradación específica del material de otros polímeros hidrófobos, como el polipropileno y el polietileno, que no pueden ser degradados económicamente por enzimas.
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